package com.runewbie.queue;

import java.util.Scanner;

/**
 * @description: 数组模拟环形队列代码实现
 * @author: runewbie
 * @date: 2020年6月7日 上午1:12:48
 * @version V1.0
 *
 */
public class CircleArrayQueueDemo {

	// 测试
	public static void main(String[] args) {
		// 创建一个环形队列
		CircleArrayQueue queue = new CircleArrayQueue(3);// 其队列的有效数据最大是3，实际长度设置4，有一个队尾标志位做为约定
		char key = ' ';// 接收用户输入
		Scanner scanner = new Scanner(System.in);
		boolean loop = true;
		// 输出一个菜单
		while (loop) {
			System.out.println("s(show):显示队列");
			System.out.println("e(exit):退出队列");
			System.out.println("a(add):添加数据到队列");
			System.out.println("g(get):从队列取数据");
			System.out.println("h(head):查看队列头的数据");
			key = scanner.next().charAt(0);// 接收一个字符
			switch (key) {
			case 's':
				queue.showQueue();
				break;
			case 'a':
				System.out.println("输入一个数");
				int value = scanner.nextInt();
				queue.addQueue(value);
				break;
			case 'g':// 取出数据
				try {
					int res = queue.getQueue();
					System.out.printf("取出来的数据是%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'h':// 查看队列头的数据
				try {
					int res = queue.headQueue();
					System.out.printf("队列头的数据是%d\n", res);
				} catch (Exception e) {
					System.out.println(e.getMessage());
				}
				break;
			case 'e':// 退出
				scanner.close();
				loop = false;
				break;
			default:
				break;
			}
		}
		System.out.println("程序退出");
	}
}

// 使用数组模拟一个环形队列
class CircleArrayQueue {
	private int maxSize;// 表示数组的最大容量
	// front 变量的含义做一个调整： front 就指向队列的第一个元素, 也就是说 arr[front] 就是队列的第一个元素
	// front 的初始值 = 0
	private int front;// 队列头
	// rear 变量的含义做一个调整：rear 指向队列的最后一个元素的后一个位置. 因为希望空出一个空间做为约定.
	// rear 的初始值 = 0
	private int rear;// 队列尾
	private int[] arr;// 该数据用于存放数据，模拟队列

	// 创建队列构造器
	public CircleArrayQueue(int arrMaxSize) {
		this.maxSize = arrMaxSize + 1;
		this.arr = new int[maxSize];
		this.front = 0;
		this.rear = 0;
	}

	// 判断队列是否满
	public boolean isFull() {
		return (rear + 1) % maxSize == front;
	}

	// 判断队列是否空
	public boolean isEmpty() {
		return rear == front;
	}

	// 添加数据到队列
	public void addQueue(int n) {
		// 判断队列是否满
		if (isFull()) {
			System.out.println("队列满，不能加入数据");
			return;
		}
		// 直接将数据加入
		arr[rear] = n;
		// 将 rear 后移, 这里必须考虑取模
		rear = (rear + 1) % maxSize;
	}

	// 获取队列的数据，出队列
	public int getQueue() {
		// 判断队列是否空
		if (isEmpty()) {
			// 为空抛出异常
			throw new RuntimeException("队列空，不能取数据");
		}
		// 这里需要分析出 front是指向队列的第一个元素
		// 1. 先把 front 对应的值保留到一个临时变量
		// 2. 将 front 后移, 考虑取模
		// 3. 将临时保存的变量返回
		int value = arr[front];
		front = (front + 1) % maxSize;
		return value;
	}

	// 显示队列的所有数据
	public void showQueue() {
		// 遍历
		if (isEmpty()) {
			System.out.println("队列为空，没有数据");
			return;
		}
		for (int i = front; i < front + size(); i++) {
			// 思路：从front开始遍历，遍历多少个元素
			System.out.printf("arr[%d]=%d\n", i % maxSize, arr[i % maxSize]);
		}
	}

	// 求出当前队列的有效数据个数
	public int size() {
		return (rear + maxSize - front) % maxSize;
	}

	// 显示队列的头数据，注意不是取出数据
	public int headQueue() {
		// 非空判断
		if (isEmpty()) {
			throw new RuntimeException("队列为空，没有数据");
		}
		return arr[front];
	}
}
